Рабочее оборудование одноковшовых экскаваторов.



Экскаватор (от латинского excado – долблю, выдалбливаю) – это самоходная землеройная машина для разработки, перемещения, погрузки и укладки грунта. Его используют при строительстве промышленных и гражданских зданий и сооружений, автомобильных и железных дорог, аэродромов, гидротехнических систем и нефтепроводов, в карьерах при добыче строительных материалов и других полезных ископаемых.

По видам рабочего оборудования (рис. 5.2) – прямая лопата (а); обратная лопата (б); драглайн (в); кран (г); грейфер (д); погрузчик (е); копер (ж); боковой драглайн (з); планировщик (и); гидромолот (к); корчеватель (л); дизель-молот (м); захватно-клещевое оборудование с рыхлителем (н); рыхлитель (о); и др.

 


Определение параметров ковшей прямой и обратной лопаты.

Прямая лопата. Расчет подъемного и напорного механизмов машины сводится к определению усилий и скоростей и мощностей подъема и напора (Pпод, Vпод, Nпод, Pнап, Vнап, Nнап), а также кинематических параметров подъема и напора (диаметра и чисел оборотов барабана, передаточных чисел узлов трансмиссии, кратностей полиспастов и т.п.).

Наибольшее усилие в полиспасте подъема ковша Pпод можно определить исходя из условия равновесия сил для положения копания на уровне оси напорного вала. Рукоять горизонтальна, подъемный канат расположен вертикально, толщина стружки и Рк – наибольшее.

Из уравнения моментов сил относительно точки О (рис. 5.20) найдем подъемное усилие Pпод.

где – касательная составляющая сопротивления грунта копания, Рн=φ·Pк – нормальная составляющая сопротивления грунта копанию; к1 – удельное сопротивление грунта копанию; qк – вместимость ковша; кн – коэффициент наполнения ковша; Н – высота копания; кр – коэффициент разрыхления грунта; φ – коэффициент пропорциональности, равный 0,1-0,6; Gр – вес рукояти; Gк+г – вес ковша с грунтом.

    Рис.5.20 Схема для определения усилия подъема ковша прямой лопаты.

Максимальное усилие в полиспасте подъема с учетом динамики при одномоторном приводе по рекомендации Н.Г. Домбровского можно принять равным:

                            Pпод макс=1,5·Pпод.;                                 (5.20)

Для многомоторного привода:

                            Pпод макс=1,3· Pпод;                               (5.21)

Максимальное усилие Рп.к.макс, в канате, наматываемым на барабан подъема будет равно:

                               Рп.к.макс.= ;                               (5.22)

где a- кратность полиспаста; ηп- КПД полиспаста.

Скорости подъема ковша Vк в м/с при независимом напоре рекомендуется принимать в зависимости от вместимости ковша qк; при qк=0,25-0,65 м3, V=0,5; при qк=1,0-1,6 м3; при qк=2-3 м3; Vк=0,8; при qк=4 м3 и более; Vк=1,0. При зависимом напоре их требуется увеличивать на 10-15%.

    Потребную мощность подъема ковша определяют по формуле:

                             Nп=  ; (5.23)

Активное напорное усилие Рнап.а определяют для трех расчетных положений. Первое из них (рис. 5.21) соответствует началу копания, когда рукоять вертикальна, угол наклона стрелы к горизонту α равен 600, сила Pпод равна расчетному значению, ковш пустой: отношение =0,5.

Второе расчетное положение соответствует концу копания; при этом рукоять расположена на уровне напорного вала, ковш наполнен грунтом, =0,2. Третье расчетное положение соответствует выдвижению рукояти на полный вылет с подъемом ковша в крайнее верхнее положение, =0, т.е. реакция грунта отсутствует.

Активное напорное усилие можно найти аналитическим путем или графически – построением многоугольника сил, действующих на ковш с рукоятью. На рис. 5.21 приведен графический способ определения напорного усилия для указанных положений. В первых двух случаях напорное усилие должно преодолевать нормальную составляющую сопротивления грунта копанию Рн и горизонтальную составляющую подъемного усилия. В третьем положении напорное усилие удерживает рукоять с ковшом, наполненным грунтом. На графиках определены напорное усилие Рнап.а, нормальная реакция в седловом подшипнике Nс и результирующая этих сил Rс.

Для расчета зависимого и независимого напорных механизмов подставляют наибольшее значение Рнап.а, полученное в двух указанных положениях. По значению Рнап.а, полученному для третьего положения, рассчитывают тормоза и независимую часть комбинированного напорного механизма. Скорость напора Vн выбирают исходя из условия, чтобы рукоять полностью выдвигалась за время копания:

                                    ;                                       (5.24)

где lх.р – наибольший ход рукояти; tк – время копания.

Усилие для обеспечения обратного хода рукояти (ее возврата) проверяют только для первого положения. Это усилие должно быть достаточным для втягивания рукояти.

                            ;                                 (5.25)

Обратная лопата. Расчет основных механизмов обратной лопаты сводится к определению тягового усилия Ртяг и усилия в полиспасте подъема рабочего оборудования Рпод (рис. 5.22).

Толщину стружки принимают такой же как и при оборудовании прямой лопаты. Расчетное тяговое усилие Ртяг определяют для положения в конце копания, когда на ковш действует максимальное сопротивление грунта копанию, из уравнения моментов сил относительно шарнира – крепления рукояти к стреле (точка А).

;             (5.26)

Мощность привода тягового механизма можно определить по формуле:

                            ;                                     (5.27)

где Vтяг –скорость движения тягового полиспаста; ηтяг- КПД тягового механизма.

Усилие в полиспасте подъема рабочего оборудования определяют при том же расчетном положении из уравнения моментов ил, действующих на рабочее оборудование, относительно пяти стрелы (точка Б).

                 Pпод=  ;                    (5.28)

Мощность, расходуемую на подъем лопаты, можно определить из выражения:

                          Nпод=  ;                                                             (5.29)

где Vпод – скорость движения полиспаста подъема стрелы; ηпод – КПД механизма подъема.

 

 

Рис. 5.22 Схема для определения тягового и подъемного усилий обратной лопаты.


Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 916;